基于高压电火花法的原理,它也有一定局限性。电火花不能穿过较厚的夹层玻璃以及低辐射镀膜玻璃,因此对于双低辐射镀膜中空玻璃与较厚的双夹层中空玻璃等产品,该方法就显得束手无策。且该方法对背景光的影响较为敏感,故在测试时对背景环境的要求较高。
目前,高压电火花法被美国标准 ASTM E 2649—2009《Standard Test Method for Determining ArgonConcentration in Sealed Insulating Glass Units Using Spark EmissionSpectroscopy》采用,但基于测试原理与方法的局限性,标准仅针对氩气含量不小于 70% 的中空玻璃进行测试,且只检测中空玻璃内氩气的初始气体含量。
2.2 氧气顺磁性法
2.2.1检测原理
氧气的磁化率比一般气体的磁化率高出数百倍,混合气体的磁化率几乎完全取决于所含氧的多少。该方法利用氧气的顺磁性特质,根据混合气体磁化率的大小来确定氧的含量,从而计算出混合气体中惰性气体的含量。部分气体的相对磁化率见表 2。
2.2.2方法应用情况
该方法是破坏性方法,测试样本为中间层气体,取样时需先去除外层密封胶,再用注射器穿过铝型条进入中间层抽取气体样本。方法仅适用于实验室与生产线的质量检测,不适合工程现场测试。该方法操作简单便捷,但测试精度相对另外两种方法稍差,且仅可测得中空玻璃中间层气体中惰性气体的含量,无法确定惰性气体的种类。该方法目前被国家标准 GB/T 11944《中空玻璃》采用,标准应用此方法对中空玻璃进行初始气体含量和气体密封耐久性能检测。试验前先对惰性气体分析仪进行校准,校准分别使用已经确定氧气浓度的干燥空气和纯度为 99.99% 以上的氩气或氪气。初始气体含量对 3 块中空玻璃进行测试,将注射器插入中空玻璃中间层后反复推吸 2 次后,取 20 mL 气体试样注射进设备中进行测试,3 块试样的初始气体浓度不可小于 85%。气体密封耐久性能测试的对象为 3 块经过加速耐久性试验的中空玻璃,试验方法与初始气体浓度相同,经加速耐久性试验后中空玻璃惰性气体含量不得小于 80%。
2.3 气相色谱法
2.3.1检测原理
由于被检验物质存在性质和结构上的差异,所以其各组分在两相间的分配系数不同。当样品被载气带入色谱柱后,组分在两相间反复多次分配,虽然载气流速相同,但是固定相对各组分的吸附或溶解能力不同,导致各组分在色谱柱的运行速度不同。经过一定时间的流动后就会彼此分离,从而达到分离的效果,并按先后顺序流出色谱柱进入检测器,经过电子信号的放大,在记录器或色谱数据处理机上描绘出各组分的色谱峰。根据各色谱峰的保留时间和峰面积的不同就能对样品各组分做出定性和定量分析。
2.3.2方法应用情况
该方法测试灵敏度和精度均高于其他 2 种方法,可分析纳克级的样品,但仅适用于实验室检测,不适用于生产质量控制和现场检测。该方法设备投入较大,操作较为复杂,需要有专业背景的测试人员进行测试。该方法目前被欧盟标准 EN1279-3:2002采用,对中空玻璃的气体浓度以及气体泄漏率进行测试。气体泄漏率的测试要求精度极高,气体的损失量以毫克来计算,故仅气相色谱法能满足测试要求。
中空玻璃的气体泄漏率测试的整个过程非常复杂。测试样品经过加速耐久性试验后,放入一个“环状容器”的密封系统内,该系统的内部尺寸仅比中空玻璃稍大一点,在玻璃周边留下一定残气量,整个系统放置在恒温的测量环境中。测试过程中始终有工作气体(氦气)在系统中流动,当中空玻璃由于加速耐久性试验产生的热机械应力的作用,使内部惰性气体渗漏出中空玻璃时,即可由工作气体捕获、收集及传递至气相色谱仪中,对惰性气体含量进行精确分析测试。EN 1279-3:2002 标准规定中空玻璃每年的气体泄漏率不得大于 1%。
3 结语
(1)充入惰性气体的中空玻璃作为建筑节能环保的新兴产品已越来越受到人们的重视,目前氩气由于较高的使用性价比成为应用最广泛的惰性气体。中空玻璃充入一定含量的氩气可改善中空玻璃的保温性能与隔声性能。
(2)目前对中空玻璃中惰性气体性能测试的3种检测方法中,气相色谱法测试精度最高,且能满足气体泄漏率的测试要求,但仅适用于实验室测试;高压电火花法设备操作便捷,可满足生产质量控制和工程现场测试要求,可无损检测,但适用范围有一定局限性,无法满足双镀膜中空、双夹层中空等高端产品,以及气体泄漏率的测试需求;氧气顺磁性法测试流程较简单,适用于生产质量控制和实验室测试,但测试精确度较低,不能对惰性气体的种类定性。
(3)国内充气中空玻璃的应用还处在起步阶段,目前尚无已公布的相关产品标准及方法标准对充气中空玻璃的性能提出要求。国外已制订了气相色谱法的相关标准,如美标 ASTM E2269—2005 及欧标 EN 1279-3—2002 中分别对惰性气体浓度和惰性气体泄漏率检测的气相色谱法做了规定。气体泄漏率是充气中空玻璃极重要的性能之一,仅气相色谱法能满足其测试要求,故笔者认为建立惰性气体分析的气相色谱法对于我国充气中空玻璃的推广应用具有非常积极的作用。【完】
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提要:随着住宅节能标准的不断推广和提高,中空玻璃正日益走进千家万户,行家提醒你:可别把“中空玻璃”误认为是“双层玻璃”!
带Low-E镀膜并充惰性气体的中空玻璃对于窗户来讲应当是最佳的且是最基本的要求,它在环保,提供日光,空气流通及进一步的节能降噪方面的突出作用已被实践所证明。
1 引 言
近年来,许多新一代节能性能好的中空玻璃相继问世。这些中空窗使用了许多旨在改善中空玻璃热性能的技术, 如LOW-E玻璃,氩气和暖边间隔条。但值得注意的是,现有的用于检测中空玻璃耐久性的标准并没有将此列为检测的内容。
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